Součin rozpustnosti
Formulujte součin rozpustnosti sulfidu olovnatého.
(Ks)PbS= Pb(2+) S(2-)
Je to tak správně?
(Ks)PbS= Pb(2+) S(2-)
Je to tak správně?
Odpovědi
Diskuze
Ks = x . x
Ks = x na2
Ale pokud máš uvádět v závorkách ox.čísla a dál to nerozvádět, tak je to dobře.
Mohla bych poprosit víc rozepsat, jak se přijde na x na2 ?
Děkuji.
Součin rozpustnosti je vlastně druh rovnovážné konstanty v těžko rozpustných látkách. Rovnovážná konstanta je počet molů produktů lomený počtem molů výchozích látek. Určitě znáš disociační konstantu Kd, kde se to týká kyselin nebo zásad. A tady je to to samé, jen jde o nerozpustné látký. A i tato konstanta je vždy počítána v molech.
Zápis by tedy správně zněl:
Ks = (Pb).(S)/PbS
Ale protože je sulfid v absolutním přebytku, v tomto případě se zanedbává
a pracuje se jen s čitatelem. A tam jsou molární koncentrace 1 mol Pb a 1 mol S.
Nahradíme-li výraz mol písmenem X, můžeme psát Xna druhou. Samozřejmě by se mohlo napsat i mol na 2, ale to se nedělá.
Ale kdyby tam bylo CaCl2, tak by se už muselo objevit X(Ca) a X na2 (2Cl),
tedy celkem x na3.
Soli jsou považovány za silné elektrolyty, které jsou v roztoku zcela disociovány na ionty. Některé ionty mohou reagovat s rozpouštědlem - hydrolyzovat. Je tedy nutné pro stanovení součinu rozpustnosti určit disociační rovnici:
Ag2S <=> 2Ag(+) + S(2-) nebo Fe(OH)3 <=> Fe(3+) + 3OH(-)
Součin rozpustnosti je v podstatě rovnovážná konstanta disociační rovnice. Ale vzhledem k tomu, co jsem napsal nahoře, není v roztoku nedisociovaná sůl. Pevná fáze je ve standardním stavu a její aktivita je tedy rovna 1. U málo rozpustných solí v čistém rozpouštědle je i aktivitní koeficient rovný 1 a je tedy možné do rovnovážné konstanty dosazovat místo aktivit analytické koncentrace v mol/dm3.
Pro rovnovážnou konstantu reakce
AB2 <=> A + 2B je rovnovážná konstanta K=[A]*[B]^2/[AB2] ; že jde o relaci ke standardnímu stavu, symbolizují hranaté závorky. V koncentrovanějších vodných roztocích je třeba relativní koncentrace nahradit aktivitami, které berou v úvahu vzájemné ovlivňování iontů. Aktivita a(B)= [B]*gama , kde gama je aktivitní koeficient, závislý vedle koncentrace i na iontové síle roztoku a rozpouštědle a tak je zahrnut do výpočtu i vzájemný vliv iontů v roztoku.
Mocniteli v rovnovážné konstantě jsou stechiometrické koeficienty jednotlivých reaktantů a produktů.
Součin rozpustnosti je tedy zvláštním případem rovnovážné konstanty disociační rovnice. Zvláštním případem proto, že nedisociovaná složka je v pevné fázi a její aktivita bez ohledu na množství je rovna 1:
Ks(Fe(OH)3=[Fe+++]*[OH-]^3/1=[FE+++]*[OH-]^3.
To, co platí pro soli, neplatí pro kyseliny nebo zásady. Proto do disociační konstanty třeba kyseliny octové je třeba zahrnout i koncentraci neidsociované složky:
Ka=[CH3COO-]*[H3O+]/[CH3COOH] ; teď bys se měla zeptat, jak je to s těmi zásadami v příkladu s Fe(OH)3. Fe(OH)3 je nerozpustný, takže v roztoku není přítomná nedisociovaná složka, chová se tedy jako silný elektrolyt. U zásad a kyselin budeme hovořit o součinu rozpustnosti vždycky, když disociační konstanta bude větší nebo stejná jako součin rozpustnosti, v roztoku tedy nebude přítomná nedisociovaná složka.
A na závěr - protože Ks stejně jako mnoho rovnovážných konstant je často velmi malých, používáme často i tady ono "p", značící záporný log:
pKs = -log(Ks) ; pKa=-log(Ka) ; pH=-log(c(H+))
Doufám, že to ještě někdo doplní.
součin rozp. bromidu stříbrného bude: AgBr--> (Ag)+(Br) (1mol+1mol)
Ks= x.x= xna 2
a chromanu stříbrného: Ag2CrO4-->(Ag2)+(Cr)+(O4) (2moly+1mol+4moly)
Ks=xna2. x. xna4= xna7
A když budu mít formulovat vztah pro rovnovážnou konstantu obecné reakce aA + bB<=> cC + dD tak to bude K= [cC].[dD]/[aA] + [bB]
Při praktickém použití je dobře si uvědomit. že koncentrace iontů spolu souvisejí.. Když se vrátím k tomu Fe(OH)3, pak v suspenzi Fe(OH)3 v čisté vodě platí, že c(OH-)=c(Fe+++)*3; pak tedy můžeme psát:
Ks=[Fe+++]*[OH-]^3 = [Fe]*(3*[Fe+++])^3=27*[Fe+++]^4.
Uveďme příklad: Jaká je koncentrace Fe(+++) nad suspenzí Fe(OH)3 v čisté vodě, je-li pKs=38,8?
38,8=-log(27*[Fe+++]^4) => log(27)+4*log([Fe+++])=-38,8 =>
log([Fe+++])=(-38,8-1,4314)/4=-10,058; c(Fe+++)=10^(-10,058)=8,75e-11mol/dm3.
Jestli se chceš pocvičit, zkus vypočíst c(Sb+++) nad Sb2S3 v čisté vodě. pKs=93 [1,97e-19]
aA + bB = cC + dD pak K=[A]^a*[B]^b/([C]^c*[D]^d)
a ještě něco. Když bude třeba
aA + bB ==> cC + 2dD
tak musíš dát ještě to stechiometrické číslo taky do závorky.
(cC).(2dD)
tady se dělá často chyba, že se to číslo nedá do závorky a neumocní.
A může se to psát i takhle? : [C]^c*[D]^2d/ [A]^a*[B]^b
aA + bB = cC + zD kde z=2*d; to se musí psát, jak jsi uvedla. Jiná věc je, když koncentraci jednoho iontu vyjádříš koncentrací jiného iontu. To se ale stechiometrické rovnice netýká, je to jen matematická operace:
Fe(OH)3 = Fe+++ + 3OH- ; c(OH-)=3*c(Fe+++) - koncentrace OH- je trojnásobkem koncentrace Fe+++. Když pak za OH- dosadím koncentraci Fe+++, pak c(OH-)^3 = (3*c(Fe+++))^3=27*c(Fe+++)^3 , že?
Ks(PbCl2) = c(Pb++)*c(Cl-)^2
Především si připomeneme vztah pro rovnovážnou konstantu:
Třeba syntéza amoniaku: N2 + 3H2 = 2NH3; K = [NH3]^2/([N2]*[H2]^3); v rovnovážné konstantě píšeme reaktanty pod zlomkovou čarou, produkty nad zlomkovou čáru. Hranatá závorka značí nějaké obecné vyjádření koncentrace, stechiometrický koeficient každé látky je exponentem její koncentrace.
Podobně můžeme napsat rovnici rozpouštění soli:
Ag2CrO4(s) = 2Ag+(l) + CrO4-(l) ; opět bychom mohli napsat rovnovážnou konstantu:
K = [Ag+]^2*[CrO4--]/[Ag2CrO4]. Rozpouštění soli má ale některá specifika. Na rozdíl třeba od syntézy amoniaku, kde jsou všechny látky plyny, tedy ve stejné fázi, to tady neplatí. Nerozpuštěný podíl soli je v pevné fázi (solid), disociovaný podíl je v kapalné fázi (liquid). A protože pevná fáze je standardní stav, je její koncentrace rovná 1: [Ag2CrO4] = 1. Ve vztahu ji proto neuvádíme, a rovnovážnou konstantu označíme jako "součin rozpustnosti" Ks, nebo častěji jako záporný dekadický logaritmus pKs - -log(Ks). To ostatně známe i z praxe: koncentrace soli v nasyceném roztoku záleží na vlastnostech látky a teplotě, nezávisí na množství nerozpuštěné látky.
Speciálním případem je nasycený roztok čisté látky v čisté vodě. V uvedeném příkladu Ag2CrO4 je zřejmé, že z každé molekuly soli se uvolní jeden ion CrO4-- a dva ionty Ag+, můžeme tedy napsat:
[Ag2CrO4(l)] = [Ag+)/2 = [CrO4--] a těchto rovností použít přímo ve vztahu pro součin rozpustnosti. Navíc v případě čistých roztoků málo rozpustných solí můžeme použít pro vyjádření koncentrace analytickou molární koncentraci látky (analyticky zjistitelnou):
c(Ag+) = 2*c(Ag2CrO4); c(CrO4--) = c(Ag2CrO4):
Ks = c(Ag+)^2*c(CrO4--) = (2*c(Ag2CrO4))^2*c(Ag2Cr2O4) = 4*c(Ag2CrO4)^3
Teď už bys měla znát odpověď na svůj dotaz: Ta dvojka v závorce - (2*c(Ag2CrO4))^2 je důsledek substituce c(Ag+) = 2*c(Ag2CrO4). Usnadníme si tím výpočet rozpustnosti této soli v čisté vodě ze součinu rozpustnosti.
Zatím jsme se zabývali rovnováhou čistého nasyceného roztoku. Pokud K nasycenému roztoku přidáme sůl se stejným iontem, projeví se to na součinu rozpustnosti. Hodnota konstanty zůstává stejná:
Jaká bude koncentrace iontů Ag+ v 0,001M KBr?
Ks(AgBr) = c(Ag+)*(0,001 + c(Ag+) = c(Ag+)^2 + 0,001*c(Ag+); tady jsme zavedli substituci. Iont Br- pochází jednak z 0,001 MKBr a jednak z rozpuštěného AgBr. Tento podíl Br- je rovný c(Ag+), proto jsme mohli využít tuto substituci. Dostali jsme tak kvadratickou rovnici
c(Ag+)^2 + 0,001*c(Ag+) - Ks = 0. Řešením bychom zjistili, že rozpustnost AgBr přídavkem KBr výrazně poklesla. Obecný závěr je, že přídavek stejného iontu rozpustnost látky snižuje, přítomnost jiných iontů, se kterými daná látka nereaguje, rozpustnost zvyšuje, díky zvýšení iontové síly roztoku a snížení aktivitního koeficientu. Ale o tom v až v případě zájmu.
OK?